JPH0354812Y2 - - Google Patents

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JPH0354812Y2
JPH0354812Y2 JP8094288U JP8094288U JPH0354812Y2 JP H0354812 Y2 JPH0354812 Y2 JP H0354812Y2 JP 8094288 U JP8094288 U JP 8094288U JP 8094288 U JP8094288 U JP 8094288U JP H0354812 Y2 JPH0354812 Y2 JP H0354812Y2
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Japan
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spindle
ball
tool
holder
clutch
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、ドリルやタツプ等の回転切削工具を
工作機械の主軸に取り付けるために使用されるホ
ルダーに関するものである。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a holder used for attaching a rotary cutting tool such as a drill or tap to the main shaft of a machine tool.

(従来の技術) ドリル等の回転切削工具は、その刃部の摩耗に
よつて切削性能が低下し、切削トルクが大きくな
る。従つて、ドリル等は加工個数を決めて再研磨
の時期を管理しているが、被削材や切削条件が変
わると寿命管理が難しく、切削途中に破損させて
しまつて被加工物を不良にするケースが多い。特
に小径ドリルやタツプは折れ易く、切削中の切粉
詰まりでも簡単に折れることが多い。
(Prior Art) Rotary cutting tools such as drills have a reduced cutting performance due to wear of their blades and an increase in cutting torque. Therefore, the timing of re-sharpening of drills, etc. is determined by determining the number of pieces to be processed, but it is difficult to manage the lifespan when the workpiece material and cutting conditions change, and the workpiece may break during cutting, resulting in defective workpieces. There are many cases where Small-diameter drills and taps are particularly prone to breakage, and they often break easily even when chips become clogged during cutting.

切削中に工具が折損したことを検出する手段と
しては、工具折損時の超音波振動をキヤツチする
方式のセンサーが知られているが、実際に必要な
ことは、工具が折れる前に機械を止め、工具を交
換することである。
A sensor that captures ultrasonic vibrations when a tool breaks is known as a means of detecting tool breakage during cutting, but what is actually necessary is to stop the machine before the tool breaks. , to replace the tool.

回転切削工具が折れる主たる原因は、前記のよ
うに刃部の摩耗や切粉の詰まり等によつて切削ト
ルクが大きくなることであるから、従来は、単に
限界を越える切削トルクが作用しないように安全
クラツチを介して工具を回転駆動すれば工具の折
損を防止出来ると考え、例えば実開昭63−47839
号公報に記載されたように、工具を保持するスピ
ンドルとホルダー本体との間に一定トルクを越え
るとスリツプするボールクラツチを介装すること
が考えられた。
The main reason why a rotary cutting tool breaks is that the cutting torque increases due to wear of the blade or clogging of chips, as mentioned above. We thought that rotating the tool via a safety clutch would prevent the tool from breaking, and for example,
As described in the above publication, it has been considered to interpose a ball clutch that slips when a certain torque is exceeded between the spindle that holds the tool and the holder body.

(考案が解決しようとする課題) しかしながら従来のホルダーでは、切削トルク
が一定値を越えたとき、前記ボールクラツチによ
り工具への回転力の伝達を自動的に断つことが出
来ても軸心方向の送りはそのまま続行されるため
に、工具が軸心方向に圧縮され、その圧縮応力の
増大によつて工具が破損することになる。特に小
径ドリルやタツプ等は、軸心方向の圧縮応力の増
大により簡単に座屈破損する恐れがある。即ち、
前記のように単に、工具を保持するスピンドルと
ホルダー本体との間に安全クラツチを介装する方
法では、工具の折損を確実に防止することが出来
なかつた。
(Problem to be solved by the invention) However, with conventional holders, when the cutting torque exceeds a certain value, even though the ball clutch can automatically cut off the transmission of rotational force to the tool, the rotational force in the axial direction Since the feeding continues, the tool is compressed in the axial direction, and the increased compressive stress causes the tool to break. In particular, small-diameter drills, taps, etc. may easily buckle and fail due to increased compressive stress in the axial direction. That is,
As mentioned above, simply interposing a safety clutch between the spindle that holds the tool and the holder body has not been able to reliably prevent tool breakage.

更に、前記安全クラツチが働いた異常事態を電
気的に検出して工作機械を自動制御することも出
来なかつた。
Furthermore, it is not possible to electrically detect an abnormal situation in which the safety clutch is activated and automatically control the machine tool.

(課題を解決するための手段) 本考案は上記のような従来の問題点を解決する
ために、工作機械へ取り付けるシヤンク部を有す
るホルダー本体に、先端に工具チヤツク部を備え
たスピンドルを、軸心の周りの回転と一定範囲内
での軸心方向移動とが可能な状態に同心状に支持
すると共に、前記ホルダー本体と前記スピンドル
との間には、前記スピンドルを出限位置に付勢保
持すると共に一定トルク以上でスリツプするクラ
ツチを介装し、更に前記スピンドルと前記シヤン
ク部とを電気的に絶縁する電気的絶縁部と、前記
スピンドルが付勢力に抗して出限位置から後退移
動したときに接触して前記スピンドルとシヤンク
部とを導通させるスイツチ手段とを設けて成る回
転切削工具ホルダーを提案するものである。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention has been developed by attaching a spindle with a tool chuck at the tip to a holder body having a shank part for attaching to a machine tool. The holder body is supported concentrically so as to be able to rotate around the center and move in the axial direction within a certain range, and between the holder body and the spindle, the spindle is biased and held at the limit position. At the same time, a clutch is provided which slips when the torque exceeds a certain level, and an electrical insulating part is provided to electrically insulate the spindle and the shank part, and the spindle is moved backward from the extension position against the force. The present invention proposes a rotary cutting tool holder which is provided with a switch means that occasionally contacts the spindle and the shank portion to establish electrical continuity between the spindle and the shank portion.

(考案の作用) 上記工具ホルダーのシヤンク部を工作機械の主
軸にセツトすると共に、ドリル等の回転切削工具
を前記工具チヤツクに取り付けて切削作業を行う
が、前記工具チヤツクを介して工具を保持する前
記スピンドルは、ホルダー本体に対する出限位置
で前記クラツチを介してホルダー本体に結合され
ている。従つて、前記工具の捩じり折損強度と平
衡する限界切削トルクよりも少し低い回転力で前
記クラツチがスリツプするように当該クラツチの
最大伝達トルクを設定しておくことにより、刃部
が許容限度以上に摩耗したため、或いは切粉が詰
まつたために、切削トルクが前記クラツチの伝達
トルクを超えた場合には、当該クラツチの働きで
ホルダー本体がスピンドル(工具)に対して空回
りする状態になる。即ち、過大切削トルクによつ
て捻じり折損強度を超える捻じり応力が工具に作
用するのを未然に防止することが出来る。
(Operation of the invention) The shank portion of the tool holder is set on the main shaft of the machine tool, and a rotary cutting tool such as a drill is attached to the tool chuck to perform cutting work, and the tool is held through the tool chuck. The spindle is coupled to the holder body via the clutch at an end position relative to the holder body. Therefore, by setting the maximum transmission torque of the clutch so that the clutch slips at a rotational force slightly lower than the limit cutting torque that is balanced with the torsional breakage strength of the tool, the blade part can be adjusted to the allowable limit. If the cutting torque exceeds the transmission torque of the clutch due to excessive wear or clogging, the holder body will idle relative to the spindle (tool) due to the action of the clutch. That is, it is possible to prevent a torsional stress exceeding the torsional breakage strength from acting on the tool due to excessive cutting torque.

上記のようにクラツチが働いてスピンドル(工
具)の強制回転駆動が停止した後、主軸の送りに
よつてホルダー本体が回転軸方向に進出移動して
も、スピンドルを出限位置に保持する付勢力に抗
してスピンドル(工具)に対しホルダー本体のみ
が回転軸心方向に進出移動することになり、圧縮
折損強度を超えるような過大な軸心方向圧縮応力
が工具に作用するのを未然に防止し得る。
After the clutch operates and the forced rotational drive of the spindle (tool) stops as described above, even if the holder body moves forward in the direction of the rotation axis due to the feed of the main shaft, the biasing force that holds the spindle at the limit position Only the holder main body moves in the direction of the rotational axis relative to the spindle (tool) against this, preventing excessive axial compressive stress that exceeds the compressive breakage strength from acting on the tool. It is possible.

このとき前記スピンドルはホルダー本体に対し
相対的に後退移動することになるので、前記スイ
ツチ手段が接触して前記スピンドルとホルダー本
体のシヤンク部とが電気的に導通する。この結
果、工作機械の主軸、ホルダー本体のシヤンク
部、スイツチ手段、スピンドル、回転切削工具、
導通性の被加工物、及び工作機械本体を経由する
電気的閉回路が形成される。この電気的閉回路が
形成されたことは、例えば特開昭61−214953号公
報や特開昭54−49691号公報に記載された工具と
ワークの接触検出装置のように、前記主軸に遊嵌
したセンサーによつて簡単に検出することが出
来、この検出結果に基づいて、例えば主軸を引き
戻して自動停止させる。一旦引き戻した後に再び
主軸に送りをかける、この主軸の往復運動が設定
回数行われたときには主軸を引き戻し位置で停止
させる、引き戻し位置で停止した主軸の工具ホル
ダーを新しい工具がセツトされている予備工具ホ
ルダーと自動工具交換装置により自動交換させた
後、再び切削を開始させる、等の任意のプログラ
ムにより工作機械を自動制御することが出来る。
At this time, the spindle moves backward relative to the holder body, so that the switch means comes into contact and the spindle and the shank portion of the holder body are electrically connected. As a result, the main shaft of the machine tool, the shank part of the holder body, the switch means, the spindle, the rotary cutting tool,
An electrical closed circuit is formed through the conductive workpiece and the machine tool body. The formation of this electrical closed circuit means that, for example, as in the contact detection device between a tool and a workpiece described in JP-A No. 61-214953 and JP-A-54-49691, when the electrically closed circuit is loosely fitted into the main shaft, This can be easily detected using a sensor, and based on this detection result, for example, the spindle is pulled back and automatically stopped. The spindle is fed again after being pulled back once, and when the spindle has reciprocated a set number of times, the spindle is stopped at the pulled back position.The tool holder of the spindle that has stopped at the pulled back position is replaced with a new tool as a spare tool. The machine tool can be automatically controlled by an arbitrary program, such as starting cutting again after automatically replacing the holder with an automatic tool changer.

(考案の効果) 以上のように本考案の工具ホルダーによれば、
回転切削工具に作用する切削トルクが一定値を越
えることを防止出来るだけでなく、当該工具に過
大な圧縮力が作用することも同時に防止すること
が出来るので、回転切削工具の過大切削トルクに
よる捻じり折損や軸心方向の過大圧縮力による座
屈折損を確実に防止することが出来るのである。
(Effects of the invention) As described above, according to the tool holder of the invention,
Not only can it prevent the cutting torque acting on the rotary cutting tool from exceeding a certain value, but it can also prevent excessive compressive force from acting on the tool, so it can prevent twisting caused by excessive cutting torque of the rotary cutting tool. This makes it possible to reliably prevent buckling and breakage due to excessive compressive force in the axial direction.

又、内蔵のクラツチが作動した事態を、その後
に続くスピンドルとホルダー本体との軸心方向相
対移動により閉成するスイツチ手段を利用して、
従来周知の簡単な方法により確実に検出すること
が出来るので、この検出結果に基づいて前記のよ
うな各種の自動制御を行わせ、合理的に必要な対
策を講じることが出来る。しかもホルダー内に電
源を必要とするような特別な制御信号発信装置を
内蔵させるのではなく、単にスピンドルに連動す
るスイツチ手段を内蔵させるだけであるから、ホ
ルダー内部の構造が簡単になり、多数使用される
ホルダーのコストを下げることが出来る。
Also, by using a switch means that closes the situation in which the built-in clutch is activated by subsequent relative movement in the axial direction between the spindle and the holder body,
Since it can be reliably detected using a conventionally well-known simple method, it is possible to carry out various automatic controls as described above based on the detection results, and to take reasonably necessary measures. Moreover, instead of having a special control signal transmitting device that requires a power source built into the holder, the holder simply has a built-in switch that operates in conjunction with the spindle, which simplifies the internal structure of the holder and allows it to be used in large numbers. It is possible to reduce the cost of the holder.

(実施例) 以下に本考案の一実施例を添付の例示図に基づ
いて説明する。
(Example) An example of the present invention will be described below based on the attached illustrative drawings.

第1図に於いて、1はホルダー本体であり、工
作機械の主軸2への取付部となるシヤンク部3
と、このシヤンク部3の外端に電気絶縁材4を介
在した状態でボルト5により同心状に取り付けら
れた円筒状本体6とから構成されている。7はス
ピンドルであつて、前記円筒状本体6内に前後一
対の回転軸受8a,8bにより同心状に支持さ
れ、円筒状本体6から突出する外端に工具チヤツ
ク9を備えている。このスピンドル7は、前記回
転軸受8a,8bにより円筒状本体6に対し軸心
の周りで回転可能であると同時に、前記回転軸受
8a,8bとの間の微小間〓(嵌め合い公差)の
存在により軸心方向に移動可能である。このスピ
ンドル7と回転軸受8a,8bとの間の微少間〓
中には潤滑油による油膜が介在しているので、ス
ピンドル7を軸心方向に移動し得る状態で精度良
く支承し得る。又、このスピンドル7と前記シヤ
ンク部3とは、前記電気絶縁材4によつて構成さ
れた電気的絶縁部10により電気的に絶縁されて
いる。
In Fig. 1, 1 is the holder body, and the shank part 3 serves as the attachment part to the main shaft 2 of the machine tool.
and a cylindrical main body 6 concentrically attached to the outer end of the shank portion 3 with an electrically insulating material 4 by bolts 5. A spindle 7 is supported concentrically within the cylindrical body 6 by a pair of front and rear rotary bearings 8a and 8b, and has a tool chuck 9 at its outer end protruding from the cylindrical body 6. The spindle 7 is rotatable around the axis relative to the cylindrical body 6 by the rotary bearings 8a and 8b, and at the same time there is a small gap (fitting tolerance) between the rotary bearings 8a and 8b. can be moved in the axial direction. The minute distance between the spindle 7 and the rotation bearings 8a, 8b
Since an oil film of lubricating oil is present therein, the spindle 7 can be supported with high precision in a state where it can move in the axial direction. Further, the spindle 7 and the shank portion 3 are electrically insulated by an electrically insulating portion 10 made of the electrically insulating material 4.

11はボールクラツチであり、第1図と第2図
に示すように、前記スピンドル7から一体に突設
されたボール支持盤12、このボール支持盤12
の内側に放射状に形成されたボール支持溝13、
各ボール支持溝13内にスピンドル7に対し半径
方向遊動可能に一部が嵌合するボール14、前記
ボール支持盤12の内側でスピンドル7に回転及
び軸心方向移動可能に遊嵌されたボール押圧盤1
5、このボール押圧盤15をボール支持盤13側
へ押圧する圧縮コイルスプリング16、及び前記
各ボール14の一部が嵌合するように前記円筒状
本体6の円柱状内周面6aに設けられた周方向複
数個のボール係止孔17から構成されている。
11 is a ball clutch, and as shown in FIGS. 1 and 2, a ball support plate 12 integrally protrudes from the spindle 7,
a ball support groove 13 formed radially inside the
A ball 14 is partially fitted into each ball support groove 13 so as to be movable in the radial direction relative to the spindle 7, and a ball presser is loosely fitted to the spindle 7 inside the ball support plate 12 so as to be movable in the rotational and axial direction. Board 1
5. A compression coil spring 16 that presses the ball pressing plate 15 toward the ball supporting plate 13, and a compression coil spring 16 provided on the cylindrical inner circumferential surface 6a of the cylindrical body 6 so that a portion of each ball 14 fits therein. It is composed of a plurality of ball locking holes 17 in the circumferential direction.

前記スプリング16によつて付勢されたボール
押圧盤15は、その円錐状押圧面15aにより各
ボール14を押圧する。この結果、ボール支持盤
12を介してスピンドル7が軸心方向外方に付勢
されるので、当該スピンドル7は、ボール支持盤
12が回転軸受8aに当接する出限位置に保持さ
れる。一方、ボール押圧盤15の円錐状押圧面1
5aによつて各ボール14はスピンドル7に対し
遠心方向に付勢されるので、前記のようにスピン
ドル7が出限位置にあるとき、各ボール14の一
部が円筒状本体6側のボール係止孔17に各々嵌
合する。即ち、クラツチ入りの状態になる。
The ball pressing plate 15 urged by the spring 16 presses each ball 14 with its conical pressing surface 15a. As a result, the spindle 7 is urged outward in the axial direction via the ball support plate 12, so that the spindle 7 is held at the limit position where the ball support plate 12 abuts the rotary bearing 8a. On the other hand, the conical pressing surface 1 of the ball pressing plate 15
5a biases each ball 14 in the centrifugal direction with respect to the spindle 7, so when the spindle 7 is at the limit position as described above, a portion of each ball 14 engages with the ball on the cylindrical body 6 side. They fit into the stop holes 17, respectively. In other words, the clutch is engaged.

18は伝達トルク調整手段であつて、第1図と
第3図に示すように、スピンドル7に軸心方向相
対移動可能に遊嵌され且つ前記スプリング16の
内端を受けるスプリング受け盤19、このスプリ
ング受け盤19から直径方向に突設された2つの
突出部19aが各々貫通するように円筒状本体6
に設けられた軸心方向に長い2つの長孔20、前
記円筒状本体6の外周面に設けられたねじ溝加工
周面部21に螺嵌し且つ内周面に前記2つの突出
部19aが嵌合する環状溝22を備えた調整リン
グ23、及び当該調整リング23のロツクボルト
24から構成されている。尚、25は円筒状本体
6の外周面に設けた伝達トルク表示目盛である。
Reference numeral 18 denotes a transmission torque adjusting means, which, as shown in FIGS. 1 and 3, is loosely fitted onto the spindle 7 so as to be relatively movable in the axial direction and receives the inner end of the spring 16, and a spring receiving plate 19 which receives the inner end of the spring 16; The cylindrical main body 6 is arranged so that the two protrusions 19a protruding from the spring receiving plate 19 in the diametrical direction pass through each of the protrusions 19a.
Two elongated holes 20 which are long in the axial direction are provided in the cylindrical body 6, and the two protrusions 19a are fitted into the inner circumferential surface of the cylindrical main body 6. It consists of an adjustment ring 23 with a mating annular groove 22 and a lock bolt 24 of the adjustment ring 23. Note that 25 is a transmission torque display scale provided on the outer peripheral surface of the cylindrical main body 6.

第1図に示す状態は、前記調整リング23によ
り前記スプリング受け盤19を後退限位置まで後
退させ、スプリング16の初期圧縮応力を最小に
した状態、即ちボールクラツチ11の伝達トルク
を最小に調整した状態を示す。従つて、ボールク
ラツチ11の伝達トルクを大きくするときは、ロ
ツクボルト24を弛緩させた状態で調整リング2
3を繰り出し方向に回転させ、環状溝22の一側
面に当接している突出部19aを介してスプリン
グ受け盤19を軸心方向に前進移動させて、スプ
リング16を圧縮させれば良い。即ち、調整リン
グ23の回転繰り出しによりボールクラツチ11
の伝達トルクが大きくなり、調整リング23の回
転引き戻しによりボールクラツチ11の伝達トル
クが小さくなる。
The state shown in FIG. 1 is a state in which the spring receiving plate 19 is retracted to the maximum retraction position by the adjustment ring 23, and the initial compressive stress of the spring 16 is minimized, that is, the transmission torque of the ball clutch 11 is adjusted to the minimum. Indicates the condition. Therefore, when increasing the transmission torque of the ball clutch 11, loosen the lock bolt 24 and adjust the adjustment ring 2.
3 in the drawing-out direction, and the spring receiving plate 19 is moved forward in the axial direction via the protrusion 19a in contact with one side of the annular groove 22, thereby compressing the spring 16. That is, by rotating and letting out the adjustment ring 23, the ball clutch 11
The transmission torque of the ball clutch 11 becomes larger, and the rotational pullback of the adjustment ring 23 causes the transmission torque of the ball clutch 11 to become smaller.

26はスイツチ手段であつて、前記スピンドル
7の内端に一定範囲内で軸心方向に出退移動自在
に嵌合させた可動スイツチ片27、この可動スイ
ツチ片27を出限位置に付勢保持するスプリング
28、及び前記スピンドル7が後退移動したとき
に前記可動スイツチ片27の先端接点部27aが
接触するように前記シヤンク部3の内側に形成し
た接点面29から構成されている。
Reference numeral 26 denotes a switch means, which includes a movable switch piece 27 fitted to the inner end of the spindle 7 so as to be movable in the axial direction within a certain range, and a movable switch piece 27 that is biased and held at the limit position. and a contact surface 29 formed inside the shank portion 3 so that the tip contact portion 27a of the movable switch piece 27 contacts when the spindle 7 moves backward.

使用に際しては、第1図仮想線に示すように従
来の工具ホルダーと同様に工作機械の主軸2にホ
ルダー本体1のシヤンク部3を取り付け、スピン
ドル7の工具チヤツク9に所要の回転切削工具、
例えばドリルTを取り付ける。そして当該ドリル
Tの折損強度を超える回転力や軸心方向推力がス
ピンドル7に作用しないように、前記のように調
整リング23によりボールクラツチ11の伝達ト
ルクを調整しておく。
When in use, the shank portion 3 of the holder body 1 is attached to the main shaft 2 of a machine tool in the same way as a conventional tool holder, as shown by the imaginary line in FIG. 1, and the required rotary cutting tool,
For example, attach a drill T. The transmission torque of the ball clutch 11 is adjusted by the adjustment ring 23 as described above so that the rotational force or axial thrust that exceeds the breakage strength of the drill T does not act on the spindle 7.

前記ホルダー本体1とスピンドル7とは、ボー
ル係止孔17にボール14の一部が嵌合して伝動
作用状態にあるボールクラツチ11により、回転
方向及び軸心方向に関して結合されているので、
主軸2を回転させると共に軸方向に送りをかける
と、主軸2、ホルダー本体1、スピンドル7、及
びドリルTが一体に回転すると共に軸心方向に前
進移動することになり、当該ドリルTにより被加
工物Wを切削穿孔加工することが出来る。
The holder main body 1 and the spindle 7 are connected in the rotational direction and the axial direction by the ball clutch 11 which is in a transmission state with a part of the ball 14 fitted into the ball locking hole 17.
When the main spindle 2 is rotated and fed in the axial direction, the main spindle 2, holder body 1, spindle 7, and drill T rotate together and move forward in the axial direction, and the workpiece is machined by the drill T. The object W can be cut and punched.

この切削穿孔加工中に於いて、切削孔内での切
粉の詰まりやドリルTの刃部の摩耗が限度を超え
ること等によつて、スピンドル7に作用する切削
トルクが前記ボールクラツチ11の伝達トルクを
超えると、スプリング16がボール押圧盤15を
介してボール14をボール係止孔17に嵌合させ
る作用力よりもボール係止孔17の周縁がボール
14を押し出す作用力が打ち勝つて、スピンドル
7に対してホルダー本体1(円筒状本体6)が周
方向に相対回転しながら第4図に示すようにボー
ル14をボール係止孔17から押し出すことにな
る。このときボール14は、ボール押圧盤15を
スプリング16の付勢力に抗して押し退けながら
ボール支持溝13内を求心方向に転動してボール
係止孔17から離脱し、円筒状本体6の円柱状内
周面6a上を回転周方向に転動する。この結果、
スピンドル7に対し円筒状本体6、即ちホルダー
本体1が空回りの状態になり、ドリルTに捻じり
折損を生じさせる過大切削トルクが作用するのを
未然に防止し得る。
During this cutting and drilling process, the cutting torque acting on the spindle 7 is transmitted to the ball clutch 11 due to clogging of chips in the cutting hole or wear of the blade of the drill T exceeding the limit. When the torque is exceeded, the force of the spring 16 that causes the ball 14 to fit into the ball locking hole 17 via the ball pressing plate 15 is overcome by the force of the periphery of the ball locking hole 17 pushing out the ball 14, and the spindle While the holder body 1 (cylindrical body 6) rotates relative to the ball 7 in the circumferential direction, the ball 14 is pushed out from the ball locking hole 17 as shown in FIG. At this time, the ball 14 rolls in the ball support groove 13 in the centripetal direction while pushing away the ball pressing plate 15 against the biasing force of the spring 16, and is released from the ball locking hole 17. It rolls on the columnar inner peripheral surface 6a in the rotational circumferential direction. As a result,
It is possible to prevent the cylindrical body 6, that is, the holder body 1 from rotating idly with respect to the spindle 7, and the application of excessive cutting torque that would cause twisting and breakage of the drill T.

上記のようにボールクラツチ11の働きでホル
ダー本体1からスピンドル7への回転力伝達が断
たれた後も主軸2の回転と送り作用によつてホル
ダー本体1が回転しながら軸心方向に前進移動を
続行することになるが、このホルダー本体1とス
ピンドル7とは、回転軸受8a,8bとスピンド
ル7との間の滑りを伴つて軸心方向に相対移動可
能であるから、スピンドル7に対しホルダー本体
1のみが回転しながら軸心方向に前進移動し、当
該ホルダー本体1と一体に前進移動するスプリン
グ受け盤19を介してボールクラツチ11のスプ
リング16を圧縮するだけで、ドリルTに軸方向
圧縮折損を生じさせるような過大な軸方向圧縮力
を作用させないで済む。尚、このときボール係止
孔17から押し出されているボール14は、第5
図に示すように円筒状本体6の円柱状内周面6a
上を回転周方向に転動しながら回転軸心方向にも
転動移動することになる。
As mentioned above, even after the rotational force transmission from the holder body 1 to the spindle 7 is cut off by the action of the ball clutch 11, the holder body 1 continues to rotate and move forward in the axial direction due to the rotation and feeding action of the main shaft 2. However, since the holder main body 1 and the spindle 7 are movable relative to each other in the axial direction with sliding between the rotary bearings 8a, 8b and the spindle 7, Only the main body 1 rotates and moves forward in the axial direction, and the drill T is compressed in the axial direction by simply compressing the spring 16 of the ball clutch 11 via the spring receiver 19 that moves forward together with the holder main body 1. There is no need to apply excessive axial compressive force that would cause breakage. Note that the ball 14 pushed out from the ball locking hole 17 at this time is
As shown in the figure, the cylindrical inner peripheral surface 6a of the cylindrical main body 6
While rolling in the circumferential direction of the rotation, it also rolls in the direction of the rotation axis.

前記ボールクラツチ11は、前記のようにホル
ダー本体1からスピンドル7への回転力伝達手段
であると同時に、軸心方向推力の伝達手段でもあ
るから、当該ボールクラツチ11によりホルダー
本体1からスピンドル7に切削回転力を伝達して
いる状態でも、スピンドル7に過大な軸方向反力
が作用したときには、切削トルクが過大になつた
ときと同様に、スプリング16がボール押圧盤1
5を介してボール14をボール係止孔17に嵌合
させる作用力よりもボール係止孔17の周縁がボ
ール14を押し出す作用力が打ち勝つて、第5図
に示すようにボール14をボール係止孔17から
押し出しながらホルダー本体1(円筒状本体6)
がスプリング16を圧縮しつつスピンドル7に対
して軸心方向に前進移動することになる。即ち、
切削トルクに関係なく、過大な軸心方向圧縮力が
ドリルTに作用するのを未然に防止することも出
来る。勿論この場合も、ボールクラツチ11は非
伝動作用状態に切り換わるので、ホルダー本体1
からスピンドル7への切削トルクの伝達も断た
れ、スピンドル7に対しホルダー本体1が空回り
することになる。
The ball clutch 11 is a means for transmitting rotational force from the holder body 1 to the spindle 7 as described above, and at the same time is a means for transmitting thrust in the axial direction. Even when the cutting rotational force is being transmitted, if an excessive axial reaction force acts on the spindle 7, the spring 16 will move against the ball pressing plate 1 in the same way as when the cutting torque becomes excessive.
5, the force that forces the ball 14 to fit into the ball locking hole 17 is overcome by the force that pushes the ball 14 from the periphery of the ball locking hole 17, causing the ball 14 to lock as shown in FIG. Holder main body 1 (cylindrical main body 6) while pushing out from stop hole 17
moves forward in the axial direction relative to the spindle 7 while compressing the spring 16. That is,
It is also possible to prevent excessive axial compressive force from acting on the drill T, regardless of the cutting torque. Of course, in this case as well, the ball clutch 11 is switched to the non-transmission operating state, so the holder body 1
The transmission of cutting torque from the holder body 1 to the spindle 7 is also cut off, and the holder body 1 rotates idly relative to the spindle 7.

何れにしても上記のようにボールクラツチ11
が非伝動作用状態に切り換わつた後、又はボール
クラツチ11が非伝動作用状態へ切り換わるのと
同時に、スピンドル7がホルダー本体1(円筒状
本体6)に対しスプリング16に抗して相対的に
後退移動すると、スイツチ手段26の可動スイツ
チ片27がその先端接点部27aに於いてシヤン
ク部3の接点面29に当接する。この当接後のス
ピンドル7の後退移動は、スプリング28を圧縮
することによつて行われる。このように可動スイ
ツチ片27の先端接点部27aとシヤンク部3の
接点面29とが当接してスイツチ手段26が閉じ
ると、電気絶縁部10によつて電気的に絶縁され
ているシヤンク部3とスピンドル7とが、当該ス
イツチ手段26を介して電気的に導通することに
なる。
In any case, as mentioned above, the ball clutch 11
After switching to the non-transmission state or at the same time as the ball clutch 11 switches to the non-transmission state, the spindle 7 is moved relative to the holder body 1 (cylindrical body 6) against the spring 16. When the movable switch piece 27 of the switch means 26 moves backward, the movable switch piece 27 of the switch means 26 comes into contact with the contact surface 29 of the shank portion 3 at its tip contact portion 27a. The backward movement of the spindle 7 after this contact is performed by compressing the spring 28. When the tip contact portion 27a of the movable switch piece 27 and the contact surface 29 of the shank portion 3 contact each other in this way and the switch means 26 is closed, the shank portion 3, which is electrically insulated by the electrical insulation portion 10, The spindle 7 is electrically connected via the switching means 26.

このようにスイツチ手段26によつてシヤンク
部3とスピンドル7とが導通したことを検出する
ことにより、ボールクラツチ11が働いた異常事
態を検出することになるが、その検出方法として
は、例えば特開昭61−214953号公報に記載されて
いるような工具とワークの接触検出装置の検出方
法を応用することが出来る。
By detecting electrical continuity between the shank portion 3 and the spindle 7 using the switch means 26, an abnormal situation in which the ball clutch 11 is activated is detected. It is possible to apply a detection method using a tool-work contact detection device as described in JP-A No. 61-214953.

即ち、第1図及び第6図に示すように、前記主
軸2に遊嵌するセンサー30と当該センサー30
に接続された制御装置31とを使用する。前記セ
ンサー30は励起コイル32と検知コイル33と
から成り、前記制御装置31は、前記励起コイル
32に高周波電流を供給する電源部34と、前記
検知コイル33の出力信号から検知信号を得るた
めの検出部35とを備えている。
That is, as shown in FIGS. 1 and 6, the sensor 30 loosely fits into the main shaft 2 and the sensor 30
The controller 31 connected to the controller 31 is used. The sensor 30 is composed of an excitation coil 32 and a detection coil 33, and the control device 31 includes a power supply section 34 that supplies a high frequency current to the excitation coil 32, and a power supply section 34 for obtaining a detection signal from the output signal of the detection coil 33. The detection section 35 is also provided.

然して正常な切削穿孔作業が行われているとき
は、前記スピンドル7は出限位置に保持されてい
て、第1図に示すようにスイツチ手段26は開路
状態にあり、スピンドル7とシヤンク部3とは電
気的に導通していない。しかし前記のようにスピ
ンドル7が後退移動してスイツチ手段26が閉成
し、スピンドル7とシヤンク部3とが電気的に導
通状態になると、ドリルTと導電性の非加工物W
とは切削中であるため当然接触導通状態にあるか
ら、主軸2、シヤンク部3、スイツチ手段26、
スピンドル7、ドリルT、被加工物W、及び工作
機械本体36(第6図参照)を経由する電気的閉
回路37が形成される。
However, when normal cutting and drilling work is being performed, the spindle 7 is held at the extended limit position, and the switch means 26 is in an open state as shown in FIG. is not electrically conductive. However, as described above, when the spindle 7 moves backward and the switch means 26 closes, and the spindle 7 and the shank portion 3 become electrically connected, the drill T and the conductive non-workpiece W
Because they are in the process of cutting, they are naturally in a contact and conductive state, so the main shaft 2, shank portion 3, switch means 26,
An electrical closed circuit 37 is formed that passes through the spindle 7, the drill T, the workpiece W, and the machine tool body 36 (see FIG. 6).

一方、センサー30の励起コイル32に流れる
高周波電流によつて主軸2の周囲に高周波磁界が
形成されているので、前記電気的閉回路37に高
周波電流が生じ、この高周波電流により検知コイ
ル33に、誘導電流が誘起され、検知信号が出力
される。この検知信号が検出部35で処理され、
検知信号38が出力される。
On the other hand, since a high frequency magnetic field is formed around the main shaft 2 by the high frequency current flowing through the excitation coil 32 of the sensor 30, a high frequency current is generated in the electrical closed circuit 37, and this high frequency current causes the sensing coil 33 to An induced current is induced and a detection signal is output. This detection signal is processed by the detection unit 35,
A detection signal 38 is output.

制御装置31からの検知信号38は、前記工作
機械を自動制御するコントローラーに入力させ、
予め設定された制御プログラムに従つて工作機械
を自動制御することが出来る。例えば、前記のよ
うにボールクラツチ11が働く原因としては、ド
リルTの刃部が限度以上に摩耗している場合の
他、ドリルTを切削孔から一旦引き出すことによ
つて過負荷の原因が解消する場合、例えば切削屑
のドリルTへの巻き付き等の切粉詰まりも考えら
れるので、前記スイツチ手段26が閉成して制御
装置31から検知信号38が出力されたときに
は、主軸2を引き出して一旦ドリルTを被加工物
Wの切削孔から脱出させ、再び主軸2に送りをか
けて切削作用を再開させるようにプログラムする
と共に、切削作用再開後に再び同様の過負荷が生
じて検知信号38が出力されることの繰り返しに
より当該主軸2の往復運動が設定回数連続して行
われる場合には、主軸2を引き戻し位置で停止さ
せた後、自動工具交換装置により主軸2にセツト
されている工具ホルダーを、新しいドリルTが取
り付けられている予備の工具ホルダーと自動交換
させ、この後切削作用を再開させるようにプログ
ラムすることが出来る。
The detection signal 38 from the control device 31 is input to a controller that automatically controls the machine tool,
Machine tools can be automatically controlled according to a preset control program. For example, as mentioned above, the cause of the ball clutch 11 working is that the blade of the drill T is worn beyond the limit, and the cause of the overload can be resolved by once pulling out the drill T from the cutting hole. In this case, there is a possibility that chips may become clogged with chips wrapped around the drill T, so when the switch means 26 is closed and the detection signal 38 is output from the control device 31, the main shaft 2 is pulled out and the main shaft 2 is pulled out. A program is made to allow the drill T to escape from the cutting hole of the workpiece W, feed the spindle 2 again to restart the cutting action, and after restarting the cutting action, a similar overload occurs again and the detection signal 38 is output. If the reciprocating movement of the main spindle 2 is performed a set number of times by repeating the reciprocation of , it can be programmed to automatically replace the spare tool holder with a new drill T installed, and then resume the cutting action.

このようなプログラムによる自動制御を行うこ
とによつて、過負荷の原因の除去作業や新しい工
具との交換作業を自動的且つ合理的に行わせるこ
とが出来るが、スイツチ手段26の閉成によりス
ピンドル7とシヤンク部3とが電気的に導通した
ことを検出する方法は、上記の例示方法に限定さ
れない。例えば特公昭48−40861号公報に記載さ
れた方法等も応用することが出来る。
By performing automatic control using such a program, it is possible to automatically and rationally eliminate the cause of overload and replace the tool with a new one. However, when the switch means 26 is closed, the spindle The method for detecting electrical continuity between 7 and the shank portion 3 is not limited to the above-mentioned example method. For example, the method described in Japanese Patent Publication No. 48-40861 can also be applied.

尚、主軸2によつてホルダー本体1が後退移動
せしめられると、スプリング16の付勢力でスピ
ンドル7がホルダー本体1に対し軸心方向に前進
移動して再び出限位置に達するので、ボール押圧
盤15を介してスプリング16により遠心方向に
付勢されているボール14は、回転しているホル
ダー本体1(円筒状本体6)側のボール係止孔1
7に自動的に嵌合し、再び伝動作用状態に復帰す
る。
When the holder body 1 is moved backward by the main shaft 2, the spindle 7 moves forward in the axial direction relative to the holder body 1 due to the biasing force of the spring 16 and reaches the limit position again, so that the ball pressing plate The ball 14, which is biased in the centrifugal direction by a spring 16 via a spring 15, is inserted into the ball locking hole 1 of the rotating holder main body 1 (cylindrical main body 6).
7 and returns to the transmission state again.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は一部縦断側面図、第2図及び第3図は
要部の横断面図、第4図及び第5図はボールクラ
ツチの作用を説明する要部の縦断側面図、第6図
は工作機械全体と検出手段とを示す概略側面図で
ある。 1……ホルダー本体、2……工作機械の主軸、
3……シヤツク部、4……電気絶縁材、6……円
筒状本体、7……スピンドル、8a,8b……回
転軸受、9……工具チヤツク、10……電気絶縁
部、11……ボールクラツチ、12……ボール支
持盤、13……ボール支持溝、14……ボール、
15……ボール押圧盤、16……圧縮コイルスプ
リング、17……ボール係止孔、18……伝達ト
ルク調整手段、19……スプリング受け盤、20
……長孔、21……ねじ溝加工周面部、22……
環状溝、23……調整リング、26……スイツチ
手段、27……可動スイツチ片、27a……先端
接点部、28……スプリング、29……接点面、
30……センサー、31……制御装置、32……
励起コイル、33……検知コイル、34……電源
部、35……検出部、36……工作機械本体、3
7……電気的閉回路、38……検知信号。
Figure 1 is a partially vertical side view, Figures 2 and 3 are cross-sectional views of the main parts, Figures 4 and 5 are vertical side views of the main parts explaining the action of the ball clutch, and Figure 6 is a cross-sectional view of the main parts. FIG. 2 is a schematic side view showing the entire machine tool and detection means. 1...Holder body, 2...Main shaft of machine tool,
3... Shock part, 4... Electrical insulating material, 6... Cylindrical body, 7... Spindle, 8a, 8b... Rotating bearing, 9... Tool chuck, 10... Electrical insulating part, 11... Ball Clutch, 12...Ball support plate, 13...Ball support groove, 14...Ball,
15... Ball pressing plate, 16... Compression coil spring, 17... Ball locking hole, 18... Transmission torque adjustment means, 19... Spring receiving plate, 20
... Long hole, 21 ... Thread groove machining peripheral surface, 22 ...
Annular groove, 23...adjustment ring, 26...switch means, 27...movable switch piece, 27a...tip contact portion, 28...spring, 29...contact surface,
30...sensor, 31...control device, 32...
Excitation coil, 33...detection coil, 34...power supply section, 35...detection section, 36...machine tool body, 3
7...Electrical closed circuit, 38...Detection signal.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 工作機械へ取り付けるシヤンク部を有するホル
ダー本体に、先端に工具チヤツク部を備えたスピ
ンドルを、軸心の周りの回転と一定範囲内での軸
心方向移動とが可能な状態に同心状に支持すると
共に、前記ホルダー本体と前記スピンドルとの間
には、前記スピンドルを出限位置に付勢保持する
と共に一定トルク以上でスリツプするクラツチを
介装し、更に前記スピンドルと前記シヤンク部と
を電気的に絶縁する電気的絶縁部と、前記スピン
ドルが付勢力に抗して出限位置から後退移動した
ときに接触して前記スピンドルとシヤンク部とを
導通させるスイツチ手段とを設けて成る回転切削
工具ホルダー。
A spindle with a tool chuck at the tip is concentrically supported in a holder body that has a shank that attaches to a machine tool so that it can rotate around the axis and move within a certain range in the axial direction. Additionally, a clutch is interposed between the holder body and the spindle to bias and hold the spindle at the limit position and to slip at a certain torque or more, and the spindle and the shank are electrically connected. A rotary cutting tool holder comprising: an electrically insulating part; and a switch means that comes into contact with the spindle when the spindle moves backward from the extension position against a force to bring the spindle and the shank into electrical continuity.
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